JPS5953873B2 - electrostatic recording device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は静電記録装置、特に両極性記録装置に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention relates to electrostatic recording devices, particularly bipolar recording devices.

１つの長針記録電極型静電記録ヘッドを用いて、同一静
電記録紙上に正および負の電荷像を形成させ、各電荷像
を各々に極性と色の異なるトナーにより顕像化して、２
色の記録画像を得ようとする試みが従来からなされてい
る。Using one long needle recording electrode type electrostatic recording head, positive and negative charge images are formed on the same electrostatic recording paper, and each charge image is visualized with toner of different polarity and color.
Attempts have been made to obtain recorded images in color.

例えば、須見など（画像電子学会誌、Ｖｏｌ、Ｎｏ、２
、１９７７年、７４〜８４頁）により、ノンインパクト
vャ潟塔^としての試作例が報告されており、この例では
２つの電源（ｌつはバイアス電源と称している）を使用
し、＋Ｅ、−Ｅの記録電圧をピン電極にかけるようにし
ている。こ・でこの種の両極性静電記録装置の従来例と
して、片面制御型の静電記録ヘッドを使用した装置を第
１図に示してある。For example, Sumi et al. (Journal of the Institute of Image Electronics Engineers, Vol. No. 2)
, 1977, pp. 74-84), non-impact
A prototype example of a vya lagoon has been reported, and in this example, two power supplies (one is called a bias power supply) are used to apply recording voltages of +E and -E to the pin electrodes. ing. As a conventional example of this type of bipolar electrostatic recording device, a device using a single-sided control type electrostatic recording head is shown in FIG.

すなわち、この第１図において、静電記録紙１は誘電体
２および導電性基紙３からなつており、また複数本の記
録針列からなる多針記録電極４と、その両側に配置され
て対電極となる制御電極５とによつて多針記録電極型の
静電記録ヘッド６が構成されている。That is, in this FIG. 1, an electrostatic recording paper 1 is made up of a dielectric material 2 and a conductive base paper 3, and a multi-needle recording electrode 4 consisting of a plurality of recording needle rows and arranged on both sides thereof. A multi-needle recording electrode type electrostatic recording head 6 is constituted by a control electrode 5 serving as a counter electrode.

そして前記静電記録紙１はゴムローラ７により静電記録
ヘッド６の各電極面に接圧して通過可能とされ、かつ個
々の電極４、５には、各スイッチ５Ｗ１〜５Ｗ４の組合
わせ接続により負および正記録電源８、９の電圧を印加
し得るようにしてある。なおこ・では説明の便宜上、本
来は例えばトランジスタのスイッチング動作による部分
を、すべて機械的なスイッチにより代行させている。従
つてこの構成では、今、負の画信号によつては、下記に
示す第１表上段にみられるように、スイッチＳＷＩおよ
びＳＷ３をＯＮ、ＳＷ２およびＳＷ４をＯＦＦにするこ
とによつて、多針記録電極４には負記録電源８から負電
圧が、制御電極５には正記録電源９から正電圧が各々に
印加されることになり、静電記録紙１上に負極性の印字
ドットが形成され、また正の画信号によつては、同様に
第１表中段にみられるように、スイッチＳＷ２およびＳ
Ｗ４をＯＮ、、ＳＷＩおよびＳＷ３をＯＦＦにすること
によつて、多針記録電極４に正電圧、制御電極５に負電
圧が各々印加され、静電記録紙工上に正極性の印字ドッ
トが形成され、さらにゼロ画像信号では各スイッチＳＷ
１〜５Ｗ４がすべて０ＦＦとなつて記録は行なわれない
。The electrostatic recording paper 1 is pressed against each electrode surface of the electrostatic recording head 6 by a rubber roller 7 so that it can pass through, and each electrode 4, 5 is connected to a combination of switches 5W1 to 5W4 so as to be able to pass through. Also, voltages from the positive recording power sources 8 and 9 can be applied. In this case, for convenience of explanation, all the parts originally performed by switching operations of transistors, for example, are replaced by mechanical switches. Therefore, in this configuration, depending on the negative image signal, as shown in the upper part of Table 1 shown below, by turning on switches SWI and SW3 and turning off SW2 and SW4, it is possible to A negative voltage is applied to the needle recording electrode 4 from the negative recording power supply 8, and a positive voltage is applied to the control electrode 5 from the positive recording power supply 9, so that printed dots of negative polarity are printed on the electrostatic recording paper 1. Also, depending on the positive image signal, switches SW2 and SW are activated as shown in the middle row of Table 1.
By turning on W4 and turning off SWI and SW3, a positive voltage is applied to the multi-needle recording electrode 4 and a negative voltage is applied to the control electrode 5, thereby forming print dots of positive polarity on the electrostatic recording paper. Furthermore, for the zero image signal, each switch SW
All of 1 to 5W4 become 0FF, and no recording is performed.

しかしてこのように静電記録紙１上に形成された２種の
静電潜像、すなわち正および負の電荷像は、次に例えば
正の電荷像を赤色トナー現像部１０，負の電荷像を黒色
トナー現像部１１により各々に顕像化して現像し、かつ
加熱定着部１２により定着されて、こ・にいわゆる２色
のカラー画像の記録が完了するのである。However, the two types of electrostatic latent images, that is, positive and negative charge images, formed on the electrostatic recording paper 1 in this way are then transferred, for example, to the red toner developing section 10, where the positive charge image is transferred to the red toner developing section 10, and the negative charge image is transferred to the red toner developing section 10. The toner images are visualized and developed by the black toner developing section 11, and then fixed by the heat fixing section 12, thereby completing the recording of a so-called two-color image.

しかしながらこのように単に極性の切換えのみを行なう
従来の方式によると、正および負の印加電圧が同一電圧
であるために、得られるドツトサイズをみると、正極性
記録に比較して負極性記録が著るしく大きくなるもので
あつた。However, according to the conventional method of simply switching the polarity, the positive and negative applied voltages are the same voltage, so when looking at the dot size obtained, negative polarity recording is much more pronounced than positive polarity recording. It was something that was getting bigger and bigger.

すなわち、次に示す第２表は、記録針電圧と制御電極電
圧との総記録電圧Ｖａを±５５０（極性は記録針電圧で
示してある）に、パルス巾を２０μ５ｓｅｃ一定の条件
で、記録針径をパラメータにして極性の相違によるドツ
トサイズを測定したものであるが、この第２表から明ら
かなように、負極性側の印字ドツトサイズの巨大化のた
めに、負極性側の画像、この例では黒色画像が極めて強
調されることになり、得られる画像の色バランスが大き
く崩れるという不都合があつた。That is, Table 2 shown below shows that the total recording voltage Va of the recording needle voltage and the control electrode voltage is ±550 (the polarity is indicated by the recording needle voltage), and the pulse width is constant at 20 μ5 sec. The dot size due to the difference in polarity was measured using the diameter as a parameter, but as is clear from Table 2, because the printing dot size on the negative polarity side is large, the image on the negative polarity side, in this example, This resulted in a disadvantage that the black image was extremely emphasized, and the color balance of the resulting image was greatly disrupted.

また第２図は、記録針径が８０μｍの多針電極型静電記
録へツドを使用し、パルス巾Ｔｐ＝５μＳｅｃの条件で
正および負極性により記録を行ない、かつ極性効果のな
い一成分の導電性磁性トナーにより現像したときの、正
極性での記録濃度０Ｄ＋と、負極性での記録濃度０Ｄ−
との比を、印加パルス総電圧の絶対値Ｖａｌの函数とし
てプロツトしたものであるが、前記した理由から０Ｄ−
に比較して０Ｄ＋の平均記録濃度が小さくなる。Figure 2 also shows that a multi-needle electrode type electrostatic recording head with a recording needle diameter of 80 μm is used, recording is performed with positive and negative polarity under the condition of pulse width Tp = 5 μSec, and one component with no polarity effect is used. Recording density 0D+ with positive polarity and 0D- with negative polarity when developed with conductive magnetic toner
The ratio is plotted as a function of the absolute value Val of the total applied pulse voltage.
The average recording density of 0D+ is smaller than that of 0D+.

すなわち、この第２図の比では、総電圧Ｖａｌが５００
〜７〜〜Ｖの範囲で、０Ｄ＋／０Ｄ−の値が約０．６程
度である。そしてまた最近に至つて、この０Ｄ＋／０Ｄ
−の差を逆に利用して、「１」， 「１／２」， 「Ｏ
」の平均記録濃度をもつ印字ドツトを、各々に「負極性
記録」， 「正極性記録」 「無記録」に対応させて、
３値の状態を有する多階調の中間調記録装置への応用が
試みられているのであるが、この場合においても、単純
な電圧の切換えのみでは、前記の「１」， 「１／２」
， 「０」の関係を得ることができず、かつこれに加え
てこれらの２色カラーあるいは３値デイザのいずれにお
いても、前者では負極性電圧、後者では正極性電圧を各
々に低く抑える必要があつて、実際にこれらを実現する
ためには、電圧の異なる４つの電源、あるいは最低であ
つても３つの電源を必要とするものであつた。この発明
は従来のこのような実情に鑑み、２つの電源を用いて、
容易に正極性と負極性とで異なる記録電圧を得ることの
できる両極性静電記録装置を提供しようとするものであ
つて、以下この発明装置の一実施例につき、第３図を参
照して詳細に説明する。第３図ａはこの実施例装置の原
理的構成を示している。That is, with the ratio shown in FIG. 2, the total voltage Val is 500
In the range of ~7 to ~V, the value of 0D+/0D- is about 0.6. And recently, this 0D+/0D
Using the difference in - inversely, "1", "1/2", "O
The printed dots with an average recording density of
Attempts have been made to apply this to a multi-gradation halftone recording device that has three-valued states, but even in this case, simply switching the voltage will not be enough to achieve the above-mentioned "1" and "1/2" levels.
, it is not possible to obtain a relationship of "0", and in addition to this, in either of these two-color or three-value dithers, it is necessary to keep the negative polarity voltage low in the former and the positive polarity voltage in the latter. In order to actually realize these, four power supplies with different voltages, or at least three power supplies are required. In view of this conventional situation, this invention uses two power sources to
The purpose is to provide a bipolar electrostatic recording device that can easily obtain different recording voltages for positive polarity and negative polarity. Explain in detail. FIG. 3a shows the basic structure of this embodiment of the apparatus.

この第３図ａにおいて前記第１図と同一符号は同一また
は相当部分を表わしており、また１３は双方性の酸化亜
鉛セラミツクバリスタ，シｌリコンのアバランシエある
いはツエナ作用を利用したバリスタ，炭化シリコンバリ
スタなどのバリスタで゛あり、１４はこのバリスタ１３
の第３図ｂに示した立上り電圧Ｏより高い耐圧をもつダ
イオードであつて、これら各素子は並列に接続されて回
路中に挿入される。こ・でこれらのバリスタ１３および
ダイオード１４からなる並列素子は、第３図ｂのように
、回路中のＡ点が正極性では、ＶＯ相当の電圧降下を生
じ、かつ同Ａ点が負極性では、ダイオード１４が順方向
で動作するために殆んど電圧降下を生ずることがなく、
結局、この例では極性を切換えるだけで両者にＶＯだけ
の電位差を与えることができるのである。In FIG. 3a, the same reference numerals as in FIG. 1 represent the same or corresponding parts, and 13 is a bidirectional zinc oxide ceramic varistor, a varistor using avalanche or zener action of silicon, and a silicon carbide varistor. 14 is this barista 13
These diodes have a withstand voltage higher than the rising voltage O shown in FIG. 3b, and these elements are connected in parallel and inserted into the circuit. As shown in Fig. 3b, the parallel element consisting of the varistor 13 and the diode 14 causes a voltage drop equivalent to VO when point A in the circuit has positive polarity, and causes a voltage drop equivalent to VO when point A has negative polarity. , since the diode 14 operates in the forward direction, almost no voltage drop occurs;
After all, in this example, a potential difference of VO can be given to both simply by switching the polarity.

次の第３表は、前記第３図ａの回路構成において、負お
よび正極性の電荷像を形成した場合の、スイツチ動作の
組合わせおよび総記録電圧Ｖａの違いを表わしており、
ＶＮは記録針に印加される電圧、ｃは制御電極に印加さ
れる電圧である。The following Table 3 shows the combinations of switch operations and the differences in the total recording voltage Va when negative and positive charge images are formed in the circuit configuration shown in FIG. 3a.
VN is the voltage applied to the recording needle, and c is the voltage applied to the control electrode.

この第３表からも明らかなように、この例ではｉ総記録
電圧ａについて、負極性の方がＶＯだけ小さくなつてお
り、前記した２色カラーのように、負極性の印字ドツト
サイズを減少させたい場合に適用で゛きるものである。
そしてまた前記第３図ａの構成において、ダイオード１
４の極性を逆に接続させると、前記とは反対に正極性の
方をＶＯだけ小さくすることができ、この場合は前記し
た３値デイザでの装置に適用して、正極性側の印字濃度
を低下させることができ、０の値を２００〜５０Ｖ程度
に選ぶことで「１」， 「１／２」の平均記録濃度をも
つ印字ドツトを、負および正極性記録で各々に得られる
のである。As is clear from Table 3, in this example, the total recording voltage a is smaller for negative polarity by VO, and like the two-color printing described above, the print dot size for negative polarity is reduced. It can be applied when desired.
Furthermore, in the configuration of FIG. 3a, the diode 1
If the polarity of 4 is reversed, the positive polarity can be made smaller by VO, contrary to the above, and in this case, it can be applied to the device using the ternary dither mentioned above, and the print density on the positive polarity side can be reduced by VO. By selecting the value of 0 to be around 200 to 50V, printed dots with an average recording density of "1" and "1/2" can be obtained for negative and positive polarity recording, respectively. .

なおこのＶＯの設定値は、パルス電圧および巾，静電記
録紙の性質などによつて変化するもので、特定の値に限
定されるものではない。また前記実施例では、一方向電
圧降下作用を得るために、バリスタとダイオードとの並
列回路を用いているが、要は第３図ｂにみられるように
一方向により大きな電圧降下を生ずる機能を得られ・ば
よく、例えば逆方向にも通電可能なダイオードを用いて
も、あるいはバリスタに代えて抵抗ダイオードの並列回
路を用いてもよい。こ・ではこれらの要素を一方向電圧
降下要素と総称することができる。さらに前記実施例で
は、制御電極側に一方向電圧降下要素を挿入したが、こ
れを多針記録電極側に挿入してもよく、この場合には個
々の記録針に対応させると要素数が増すから、記録針群
をグルーピングして、各グループ毎に１要素を挿入する
ことも１つの方法である。The set value of VO varies depending on the pulse voltage, width, properties of the electrostatic recording paper, etc., and is not limited to a specific value. Furthermore, in the above embodiment, a parallel circuit of a varistor and a diode is used in order to obtain a unidirectional voltage drop effect, but the point is that the function to produce a larger voltage drop in one direction is used as shown in FIG. For example, a diode that can conduct current in the opposite direction may be used, or a parallel circuit of resistance diodes may be used instead of a varistor, as long as it is available. Herein, these elements can be collectively referred to as unidirectional voltage drop elements. Furthermore, in the above embodiment, the unidirectional voltage drop element was inserted on the control electrode side, but it may be inserted on the multi-needle recording electrode side, and in this case, the number of elements increases if it corresponds to each recording needle. Therefore, one method is to group the recording stylus groups and insert one element for each group.

そしてまた最も要素数わ少なくするのには、正あるいは
負電源に直接挿入させるのが効果的で、特に記録針数の
少ない場合に有効である。このように一方向電圧降下要
素の挿入位置には大きな自由度が許容されており、記録
針数，記録速度，グルーピング規模などを総合的に勘案
して任意に決定すればよく、少なくとも正あるいは負極
性の電源と記録針あるいは制御電極との間の回路中に、
１つ以上の一方向電圧降下要素を挿入することで泪的を
達成し得るのである。Furthermore, in order to minimize the number of elements, it is effective to insert them directly into the positive or negative power supply, and this is particularly effective when the number of recording needles is small. In this way, a large degree of freedom is allowed for the insertion position of the unidirectional voltage drop element, and it can be arbitrarily determined by comprehensively considering the number of recording stitches, recording speed, grouping size, etc. In the circuit between the magnetic power source and the recording needle or control electrode,
This can be accomplished by inserting one or more unidirectional voltage drop elements.

そしてまた以上はすべて片面制御用の静電記録ヘツドに
対する実施例であるが、静電記録紙の裏面に制御電極を
配置する両面制御用の静電記録ヘツドの場合にも、同様
に適用できることは勿論である。Furthermore, although all of the above are examples for electrostatic recording heads for single-sided control, they can be similarly applied to electrostatic recording heads for double-sided control in which control electrodes are placed on the back side of electrostatic recording paper. Of course.

以上詳述したようにこの発明によるときは、正および負
極性２つの電源を用いるのみで、正および負記録時にあ
つて各々に異なる記録電圧を与えることができ、２色カ
ラー記録あるいは３値デイザ多階調記録などの、記録電
圧極性の切換えを行なう静電記録装置に適用して、最適
記録条件を最も経済的に実現し得る特長を有つるもので
ある。As described in detail above, according to the present invention, by only using two power supplies of positive and negative polarity, different recording voltages can be applied to each during positive and negative recording, and it is possible to perform two-color recording or three-value dither recording. It has the advantage that it can be applied to an electrostatic recording device that switches recording voltage polarity, such as multi-gradation recording, to realize optimal recording conditions most economically.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は従来の両極性静電記録装置を示す概要構成図、
第２図は正極性記録濃度と負極性記録濃度との比を印加
総電圧の函数としてプロツトした説明図、第３図ａはこ
の発明に係わる静電記録装置の一実施例を示す概要構成
図、第３図ｂはこの発明に用いられる一方向電圧降下要
素の代表的な電圧一電流特性を示す図である。 １は静電記録紙、４は多針記録電極、５は制御電極、６
は静電記録へツド、８および９は負および正極性電源、
１０，１１はトナー現像部、１２は加熱定着部、１３は
バリスタ、１４はダイオード。Figure 1 is a schematic configuration diagram showing a conventional bipolar electrostatic recording device.
FIG. 2 is an explanatory diagram in which the ratio of the positive polarity recording density to the negative polarity recording density is plotted as a function of the total applied voltage, and FIG. 3a is a schematic diagram showing an embodiment of the electrostatic recording device according to the present invention. , FIG. 3b is a diagram showing typical voltage-current characteristics of the unidirectional voltage drop element used in the present invention. 1 is electrostatic recording paper, 4 is a multi-needle recording electrode, 5 is a control electrode, 6
is an electrostatic recording head, 8 and 9 are negative and positive polarity power supplies,
10 and 11 are toner developing sections, 12 is a heat fixing section, 13 is a varistor, and 14 is a diode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 複数本の記録針からなる多針記録電極と、この多針記録
電極の対電極となる制御電極とを有して、各記録針の選
択により記録位置を得られるようにした１つの静電記録
ヘッドを用い、静電記録紙上に正および負の電荷像を形
成させる静電記録装置において、前記両電極に各々切換
え接続できるようにした正および負極性の電源を設ける
と共に、これらの正あるいは負極性の電源と、前記各記
録針あるいは制御電極との間に一方向電圧降下要素を挿
入して、記録針に印加される記録針電圧と、制御電極に
印加される制御電圧との電位差で与えられる総記録電圧
を、記録針電圧の極性が正になる場合と負になる場合と
で異なる値となるようにしたことを特徴とする静電記録
装置。One type of electrostatic recording that has a multi-needle recording electrode consisting of a plurality of recording needles and a control electrode serving as a counter electrode to the multi-needle recording electrode, so that a recording position can be obtained by selecting each recording needle. In an electrostatic recording device that uses a head to form positive and negative charge images on electrostatic recording paper, power supplies with positive and negative polarities that can be switched and connected to the two electrodes are provided, and these positive or negative polarity A unidirectional voltage drop element is inserted between the recording needle or the control electrode, and the potential difference between the recording needle voltage applied to the recording needle and the control voltage applied to the control electrode is applied. An electrostatic recording device characterized in that the total recording voltage applied to the recording needle voltage has different values depending on whether the polarity of the recording needle voltage is positive or negative.